【《螺丝机的发展分析国内外文献综述》3800字】

螺丝机的发展研究国内外文献综述1.1螺丝机发展现状我国自改革开放以后也是工业大国,工业大国体现不仅在制造出很多高端技术产品,更细微到一个零件.很多工件的加工都需要完成拧螺丝这一过程,刚开始由于技术的落后,工厂的师傅只能靠手拧紧螺丝,但是由于螺丝机的出现,很多行业都引进自动螺丝机.目前看来,我国的自动螺丝机也主要运用于电子器件如电脑、手机、电路板、汽车零部件等的组装加工.在很大程度上提高了生产效率,机器的转换也有助于减少生产成本,让生产的产品越稳定越可靠.国内的如富士康公司,早就淘汰了原本工厂的人工拧螺丝生产线,投入了大量的自动化螺丝锁付生产线,使用螺丝锁付技术来装配产品和紧固工件;新松公司侧重于机器人技术以及图像处理与识别技术,可以识别工件具体部位的位置,并将其运用于自动螺丝机行业.国外的科技发展相对于中国较早,他们的技术领先我们不少,一些关键技术也相对我们来说更加成熟,他们设计的螺丝机更加先进.随着国外的互联网时代,电子行业,和汽车行业的发展,不断促进着螺丝机核心技术的提高.在这些行业的发展下,如果全都使用人工去拧螺丝是不现实的,对企业的成本来说,也是一种消耗,正是这种需求量,也推动着螺丝机普及的原因.随着机器人技术、图像识别技术的发展,使自动螺丝机加工效率更高效,加工工件的良品率更高,也更加智能,也让螺丝机技术的发展提升到一个新的高度REF_Ref21884\r\h[2].例如这些公司对螺丝机的应用就很超前,如日本的松下、索尼公司,都是应用自动螺丝机来安装电器电子类产品;美国的福特公司,将螺丝机技术运用于汽车生产线中REF_Ref21884\r\h[2],如图1-2所示；图1-2福特公司自动打螺丝机图1.2螺丝机技术研究现状自动打螺丝机要实现拧钉工作不仅需要功能强大,也需要硬件和软件协同合作,最关键的是需要控制系统展示出超高的运算能力.自动打螺丝机的机械结构的稳定是平稳工作的前提,自动螺丝机要完成对工件的锁付,必须依靠其控制系统,这属于运动控制领域的范围.运动控制器是硬件的核心,对于运动控制器来说,十分重要的是性价比是否高,螺丝机系统的速度和精度两个方面就是运动控制算所影响的;下面针对国内外现有的自动打螺丝机优缺点,及其运动控制器和运动控制算法的研究现状进行具体说明陈述.(1)螺丝机产品现状国内早些年也设计出了手持式自动打螺丝机,如图1-3所示.他的优点很明显：手持式自动锁螺丝机的出现,让工人不需要手取螺丝,直接锁付一体化完成.在一定的意义上,生产效率提高明显,节省了不少的人工成本；只需要把枪头对准孔位轻轻一按,就可以完成螺丝的锁付工作,一个一个接着完成,锁付工作既方便又快捷；该螺丝机主要的部件采用高品质的合金钢材料,然后通过特殊的热处理,使性能更加稳定；非专业人员也可以快速的学会操作,实现企业生产的高效率运作,不耽误企业生产.但是同样存在缺点：手持式在使用的时候也有一些不太方便的时候,就是其螺钉是否锁紧还需要我们人工来判断,品质很难得到有效的保证,同样需要人工去对准孔位,特别容易造成锁歪、滑脱、损坏工件外观等问题；与普通的电批相比它的质量很重,工人操作起来很费力,操作的熟练程度也是因人而异,效率同样也是.图1-3手持式自动打螺丝机日本松下公司设计出平台式自动打螺丝机如图1-4所示,这种平台式螺丝机可以定制X、Y、Z轴各运动行程和Z轴数量,这样很方便不同客户的不同需求.他的优点是：坐标式全自动拧螺丝机使用兼容性强,可以快捷方便的完成在XYZ行程范围内需要加工的工件,如果需要换一种规格的加工工件时,只需要小范围更改一下硬件措施.软体部分一般只是载入新产品的螺丝孔坐标值和螺丝锁付扭矩要求.螺丝锁付质量高,可输出各螺丝锁付扭矩数据,漏锁、浮锁、滑牙的精确判定REF_Ref23748\r\h[3];对锁、浮锁、滑牙等都有报警提醒功能.缺点也一目了然：昂贵的价格是限制该类螺丝机普及原因之一,同样产品的成本回收期也比较长;当锁付某种特殊产品时,效率低,随之产能也低.图1-4平台式自动打螺丝机(2)运动控制器研究现状自动螺丝机的关键部件是运动控制器,选择高质量的运动控制器,围绕精密的设计和结构,并在确定整个装置的性能方面发挥关键作用.相对于国内,国外学者对运动控制器的研究更早,1987年,外国学者就对开放式运动控制系统进行研究,美国空军在相关政府的支持下,公布了下一代控制器方案理论,称为“NGC”,计划介绍了模块化开放系统结构标准规格(OSACA),以及开放体系结构控制器的概念REF_Ref23964\r\h[4].现如今,由英国TRIO公司创造的运动控制器,如图1-5所示.运用模块化结构,并且拥有支持总线标准的功能,具有很强的功能且广泛适用;还有由德国MOVTEC公司研制的运动控制器,性能也优越,其DEC系列可以作用于伺服电机、步进电机,而且它拥有多个的可编程接口,支持圆弧插补、直线插补的方法REF_Ref24088\r\h[5].图1-5TRIO运动控制器图而我国关于运动控制器的钻研相比与国外起步较迟,主要是因为核心技术支持短缺,自主研发与开发能力也和国外差一大截.在“八五”时期,在坚持不懈的努力下,我国科研工作者成功研发了模块化系统,这些系统都采用嵌入式软硬件结构的原理,系统被以航天I型、中华I型、蓝天I型和华中I型为命名REF_Ref24251\r\h[6].当时的产品都是用来研究为主,并没有实现大规模生产制造,因此并没有在实际生产中得到应用.虽然后来有少数公司进行了创新,进行推广运动控制器产品,但是由于大部分的产品都不是自己开发的,大多数都是推广国外的产品.

近来,运动控制器在不断地科研下,取得了很大的提高与成就.在运动控制器的开发上,固高科技发表了一些近期研究成果,主要其GE、GT系列的运动控制器,如图1-6所示,基于DSP和FPGA架构,更是实现了最多可4个轴运动同时控制.由成都乐创研制的MPC系列运动控制器,它具有强大的性能与优点,工作效率也随之提高,46个国家与地区从该公司进口产品.图1-6GE系列运动控制器图运动控制算法研究现状效率和精度这两个方面,对于自动打螺丝机来说是至关重要的,因为这是螺丝机锁付的功能优良的体现.针对自动螺丝机锁付移动的运动控制算法主要是有利于提速的加减速控制算法和优化螺丝孔锁付顺序的路径优化算法REF_Ref24444\r\h[7].首先,工厂要提高打螺丝机的加工效率可以从速度方面进行下手,在快速加工过程中,要想提高加工的速率,就要打螺丝机拥有平滑的速度,加速度没有发生突变,防止发生抖动问题;如通过采取三次多项式型速度布局办法和滑动平均滤波技术相结合,盖荣丽等提出了新型的S型曲线加减速办法REF_Ref24545\r\h[8];通过理论分析该方法所得速度、加速度,了解到该方法不仅能保证数控系统速度平稳、加速度不突变、而且加加速连续,在打螺丝机控制系统的实际应用也证明了该方法的准确性REF_Ref24604\r\h[9].从路径优化方面进行钻研,依然可以提高打螺丝机工作的高效性,算出最短运行路径的最优解,如传统遗传算法和改进遗传算法这两种方法被王德会等分别对螺丝锁付路径进行优化使用.

此外,国内大部分学者钻研了如何提高对螺丝机锁付加工的精度.自动打螺丝机锁付过程中,要想对工件进行定位必须用到辅助夹具,而在这一过程中就会产生孔位的误差;为了分析工件偏差产生原因,王德会等从最基本的机理上下手,利用图像识别处理技术,一种基于视觉定位的偏差补偿算法诞生了,该算法能够很好的校正孔位偏差,大大的降低了夹具对工件定位的高精准度的要求REF_Ref24904\r\h[10].又好比,为了综合考虑功率耗费、准确性、联接品质和组装能力,何成等分析了螺丝装配过程,按次序采纳了差异的最佳拧紧速度,在这种优化过程中,拧紧转矩得到了下降,拧紧工具的耗电量进一步被降低REF_Ref24979\r\h[11].本课题采用PLC程序控制的自动打螺丝机系统,并通过在无锡某电器科技有限公司测试,通过实验得出数据,优化打螺丝机的机械结构和控制系统,在保证打螺丝机的平稳高效运行下提升螺丝机控制系统各轴的移动速度,通过多次对比实验,分析结果,总结方法,取得了不错的效果.参考文献陈亮.用于某款LED灯装配的自动锁螺丝设备的设计[D].宁夏大学,2018(03):35-50+53.曾祥林,庹先国,彭英杰,张贵宇,王昆,陈霏.六轴自动锁附螺丝机器人设计[J].组合机床与自动化加工技术,2021(04):10-13+18.林钟卫,王琴,罗准,朱邦杰,葛江宇,付宗国.螺丝自动上料装置的设计与研究[J].机械工程师,2021(03):104-107+110.苏芹.以PLC为基础的锁螺丝自动化控制系统设计探讨[J].计算机产品与流通,2020(03):278-280+300.刘建春,姜赞,黄海滨.小长径比螺丝锁付质量提高方法的研究[J].组合机床与自动化加工技术,2020(01):93-96.林敏.一种自动装配螺丝机控制系统的设计与实现[J].机械制造与自动化,2018,47(06):217-219+223.YanTao,ShenShui-Long,ZhouAnnan,LyuHai-Min.Dataonperformanceandvariationindexforshieldtunnellingthroughsoftdeposit[J].DatainBrief,2021,36-42.NadyktoA,AleksicN,LimaP,PivkinP,UvarovaL,JiangX,ZelenskyA,KuznetsovP.Non-StationaryTemperatureBehaviorofSpindleAssembliesandBallScrewGearsforHighPrecisionMetalCuttingMachines[J].EPJWebofConferences,2021,248-265.OrisaleyeJosephIfeolu,OjoloSundayJoshua,AjiboyeJosephS.Mathematicalmodellingofdiepressureofascrewbriquettingmachine[J].JournalofKingSaudUniversity-EngineeringSciences,2020,32-50.丁凡,刘雪红,刘孟涛.一种装配式轻钢建筑墙板生产线自动螺丝机的控制系统设计与实验仿真[J].机床与液压,2021,49(06):64-70.罗隆.基于PLC技术的全自动螺丝机控制系统研究与开发[J].工业控制计算机,2014,27(07):155-156.覃羡烘,黄永程,杨斌.基于PLC的桌面型全自动锁螺丝机控制系统设计[J].山东工业技术,2018(07):5-6+48.孙品.基于机器视觉的全自动锁螺丝系统研制[D].苏州大学,2018(07)153-156.许校军.浅析ABB工业机器人自动打螺丝程序编制[J].智富时代,2018(10):237-247.初国辉,常明尊.一种新型全自动打螺丝机的设计[J].装备制造技术,2017(08):259-260.聂荣臻,盛希宁,蔡舒旻.吹气式螺丝自动安装机的设计[J].林业机械与木工设备,2017,45(02):32-34.丁继军.一种螺丝分料机构的设计与开发[J].科技展望,2016,26(08):170-173.李凯.遥控器生产系统中的物流精益化改善[D].上海交通大学,2012(06):90-92.赵成家.自动紧螺丝机[J].矿山机械,1980(03):69-72.蔡军爽.螺丝机控制系统研究与开发[D].东北大学,2008(04):70-75.杨小娟,曹爱.数控机床滚珠丝杠副设计计算分析[J].机械研究与应用,2020,33(06):202-205.LiuChao,HeYan,LiYufeng,WangYulin,WangLexiang,WangShilong,WangYan.Predictingresidualpropertiesofballscrewracewayinwhirlingmillingbasedonmachinelearning[J].Measurement,2021,173-173.CLAASSelbstfahre